JP3007001B2

JP3007001B2 - 画像処理装置及び方法

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Publication number: JP3007001B2
Application number: JP6250868A
Authority: JP
Inventors: 良弘石田; 慎一郎古賀; 伸之重枝; 毅史川染
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1994-10-17
Filing date: 1994-10-17
Publication date: 2000-02-07
Anticipated expiration: 2015-02-07
Also published as: JPH08115416A; US6232978B1

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ディジタル２値画像の
変倍処理、特に縮小処理に関し、輪郭情報を用いて高品
質な変倍画像を得る画像処理装置及び方法に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】この種の装置として、本願出願人は既
に、特願平３−３４５０６２号（従来例）或いは特願
平４−１６９５８１号（従来例）として提出してい
る。

【０００３】これらの提案は、何れも２値画像を変倍し
て出力する場合に、２値画像そのものを変倍するもので
はなく、２値画像の輪郭情報を抽出し、その抽出した輪
郭情報に基づいて変倍画像を生成する事により高品質な
画像を得るためになされたものである。

【０００４】具体的には、特願平３−３４５０６２号
（従来例）は、２値画像からアウトラインベクトルを
抽出し、該抽出したアウトラインベクトル表現の状態で
所望の倍率（任意）で滑らかに変倍されたアウトライン
ベクトルを作成し、この滑らかに変倍されたアウトライ
ンベクトルから２値画像を再生成する。これによって、
所望の倍率（任意）で変倍された高画質のディジタル２
値画像を得ようとするものである。

【０００５】以下に、その主要部を概説する。図９は、
特願平３−３４５０６２号に開示された特徴を最も良く
表している図である。

【０００６】同図において、１は変倍処理対象のデジタ
ル２値画像を獲得し、ラスター走査形式の２値画像を出
力する２値画像獲得手段、２はラスター走査形式の２値
画像から粗輪郭ベクトル（平滑化・変倍処理を施す前の
アウトラインベクトル）を抽出するアウトライン抽出手
段、３は粗輪郭ベクトルデータをベクトルデータ形態で
平滑化及び倍率処理を行うアウトライン平滑・変倍手
段、４はアウトラインベクトルデータからラスター走査
形式の２値画像データを再現する２値画像再生手段、５
はラスター走査型の２値画像データを表示したり、ハー
ドコピーを取ったり、或いは、通信路等へ出力したりす
る２値画像出力手段である。

【０００７】２値画像獲得手段１は、例えば、原稿画像
を２値画像として読み取り、ラスター走査形式で出力す
る公知のラスター走査型２値画像出力装置で構成され
る。アウトライン抽出手段２は、例えば、本願出願人が
先に提案している特願平２−２８１９５８号に記載の装
置で構成される。

【０００８】図１０は２値画像獲得手段１から出力され
るラスター走査型の２値画像データの走査形態を示して
おり、かつ、アウトライン抽出手段２が入力するラスタ
ー走査型の２値画像データの走査形態をも示している。
かくの如きの形式で、２値画像獲得手段１により出力さ
れるラスター走査型の２値画像データをアウトライン抽
出手段２は入力する。尚、図１０において、１０１は、
ラスター走査中の２値画像のある画素を示しており、１
０２は、この画素１０１の近傍８画素を含めた９画素領
域を表わしている。先に述べた、特願平２−２８１９５
８号に記載のアウトライン抽出手段は、注目画素をラス
ター走査順に移動させ、各注目画素に対し、９画素領域
１０２における各画素の状態（白画素かもしくは黒画素
か）に応じて、注目画素と、注目画素の近隣画素の間に
存在する輪郭辺ベクトル（水平ベクトルもしくは垂直ベ
クトル）を検出し、輪郭辺ベクトルが存在する場合に
は、その辺ベクトルの始点座標と向きのデータを抽出し
て、それら辺ベクトル間の接続関係を更新しながら、粗
輪郭ベクトルを抽出していくものである。

【０００９】図１１に、注目画素と注目画素の近接画素
間の輪郭辺ベクトルの抽出状態の一例を示した。同図に
おいて、△印は垂直ベクトルの始点を表わし、○印は水
平ベクトルの始点を表わしている。

【００１０】図１２に上述したアウトライン抽出手段に
よって抽出された粗輪郭ベクトルループの例を示す。こ
こで、格子で区切られる各升目は入力画像の画素位置を
示していおり、空白の升目は白画素、点模様で埋められ
た丸印は黒画素を意味している。図１１と同様に、△印
は垂直ベクトルの始点を表わし、○印は水平ベクトルの
始点を表わしている。

【００１１】図１２の例でわかる様に、アウトライン抽
出手段では、黒画素の連結する領域を、水平ベクトルと
抽出ベクトルが交互（必ず交互になる）に連続する粗輪
郭ベクトルループとして抽出する。ただし、ここでは抽
出処理を進める方向は、その進む向きに対して右側が黒
画素領域となる様にしている。また、各粗輪郭ベクトル
の始点は、入力画像の各画素の中間位置として抽出され
る。つまり、各画素の存在位置を整数（ｘ，ｙ）で表わ
した場合、抽出されるベクトルの始点はそれぞれの座標
値に０．５を加えた値、或いは０．５を減じた値を取
る。より詳しく説明すれば、原画中の１画素巾の線部分
も、有意な幅を持った粗輪郭ループとし抽出される。こ
のように抽出された粗輪郭ベクトルループ群は、図１３
に示すようなデータ形式で図９のアウトライン抽出手段
２より出力される。すなわち、画像中より抽出された総
粗輪郭ループ数ａと、第１輪郭ループから第ａ輪郭ルー
プまでの各粗輪郭ループデータ群からなる。各粗輪郭ル
ープデータは、粗輪郭ループ内に存在する輪郭辺ベクト
ルの始点の総数（輪郭辺ベクトルの総数とも考える事が
できる）と、ループの構成している順番に各輪郭辺ベク
トルの始点座標（ｘ座方値，ｙ座標値）の値（水平ベク
トルの始点及び垂直ベクトルの始点が交互に並ぶ）の列
より構成されている。

【００１２】さて、次に図９で示されるアウトライン平
滑・変倍手段３では、前記アウトライン抽出手段２より
出力される粗輪郭ベクトルデータ（図１３参照）を入力
し、その平滑化及び所望の倍率への変倍処理をアウトラ
インベクトルデータ（座標値）の形態上で実施する。図
１４に、アウトライン平滑・変倍手段のさらに詳しい構
成を示す。図１４において、３１０は変倍の倍率設定手
段、３２０は第一平滑化・変倍手段である。第一平滑化
・変倍手段は、倍率設定手段３１０により設定した倍率
で、入力した粗輪郭データを平滑化及び変倍処理する。
処理結果は、第二平滑化手段３３０において、さらに平
滑化を行い最終出力を得る。

【００１３】倍率設定手段３１０は、あらかじめディッ
プスイッチや、ダイヤルスイッチ等で設定されている値
を、第一平滑化・変倍手段に渡すものでも良いし、何か
外部よりＩ／Ｆ（インターフエース）を介して提供され
る等の係形式を取っても良く、入力として与えられる画
像サイズに対し、主走査（横）方向、副走査（縦）方向
独立に、それぞれ何倍にするかの情報を与える手段であ
る。

【００１４】第一平滑化・変倍処理手段３２０は、倍率
設定手段３１０からの倍率情報を得て、平滑化・変倍処
理を行う。

【００１５】図１５に、アウトライン平滑・変倍手段３
を実現するハードウェア構成例を示す。図１５におい
て、７１はＣＰＵ、７２はディスク装置、７３はディス
クＩ／Ｏ、７４はＣＰＵ７１の動作処理手順を記憶して
いるＲＯＭである。７５はＩ／Ｏポート、７６はＲＡＭ
（ランダムアクセスメモリ）、７７は上記の各ブロック
を接続するバスである。

【００１６】図９のアウトライン抽出手段２の出力は、
図１３に示すデータ形式でディスク装置７２にファイル
（粗輪郭ベクトルデータ）として記憶される。

【００１７】ＣＰＵ７１は、図１６に与えられる手順で
動作し、アウトライン平滑・変倍の処理を実行する。

【００１８】先ず、ステップＳ１でディスクＩ／Ｏ７３
を経由して、ディスク装置７２に格納された粗輪郭デー
タを読み出して、ＲＡＭ７６中のワーキングメモリ領域
（図示せず）に読み込む。次に、ステップＳ２において
第一平滑化及び倍率処理を行う。

【００１９】第一平滑化処理は、粗輪郭データの各閉ル
ープ単位で行われる。各粗輪郭データの各輪郭辺（水平
ベクトル、もしくは垂直ベクトル）ベクトルに順次着目
してゆき、各着目輪郭辺ベクトルに対し、それぞれその
前後のベクトル高々３本まで（即ち、着目辺の前に３
本、着目辺自体、それに着目辺の後に３本の合計高々７
本までの辺ベクトル）の互いに連続する辺ベクトルの長
さと向きの組み合わせによってパターンを分けて、それ
ぞれの場合に対して、着目辺に対する第一平滑化結果と
なる第一平滑化後の輪郭点を定義してゆく。そして、第
一平滑化後の輪郭点の座標値及びその輪郭点が角の点な
のか否かを示す付加情報（以下、角点情報と称す）を出
力する。ここで言う角の点とは、意味のある角に位置す
る点をいい、ノイズその他の要因でギザギザした部分や
ノッチなどによる角の点は除かれる。さて、角の点と判
定された第一平滑化後の輪郭点（以降、角点と称す）
は、後の第二平滑化によっては平滑化されない点、すな
わち、その位置で不動点として扱われる。また、角の点
と判定されなかった第一平滑化後の輪郭点（以降、非角
点と称す）は、後の第二平滑化によってさらに平滑化さ
れることになる。

【００２０】図１７にこの様子、即ち、着目粗輪郭辺ベ
クトルＤi と、着目粗輪郭辺ベクトルの前の３本の辺ベ
クトルＤi-1，Ｄi-2，Ｄi-3及び、着目粗輪郭辺ベクト
ルの後の３本の辺ベクトルＤi+1，Ｄi+2，Ｄi+3の様子
と、着目Ｄi に対して定義される第一平滑化後の輪郭点
の要素を示している。

【００２１】以上、第一平滑化の処理内容を説明した。
第一平滑化後のデータは、ＲＡＭ７６の所定領域上に順
次構築されていく。かくして、図１６のステップＳ２の
処理を終えて、ＣＰＵ７２は、ステップＳ３の第二平滑
化の処理を行う。

【００２２】第二平滑化は、第一の平滑化後のデータを
入力し、それを処理する。即ち、閉ループ数、各閉ルー
プ毎の輪郭点数、各閉ループ毎の第一平滑化済の輪郭点
の座標値データ列、及び、各閉ループ毎の第一平滑化済
の輪郭点の付加情報データ列を入力して、第二平滑化後
の輪郭点データを出力する。

【００２３】第二平滑化後の輪郭データは、図１８に示
す様に、閉ループ数、各閉ループ毎の輪郭点数テーブ
ル、各閉ループ毎の第二平滑化済の輪郭点の座標値デー
タ列より構成される。

【００２４】以下、図１９を用いて、第二平滑化処理の
概要を説明する。第二平滑化は、第一平滑化同様、輪郭
ループ単位に処理され、かつ各輪郭ループ内において
は、各輪郭点毎に処理が進められる。

【００２５】各輪郭点について、注目している輪郭点が
角点である場合は、入力した輪郭点座標値そのものを、
その注目輪郭点に対する第二平滑化済の輪郭点座標デー
タとする。つまり、なにも変更しない。

【００２６】また、注目している輪郭点が非角点である
場合は、前後の輪郭座標値と、注目する輪郭点の座標値
との加重平均により求める座標値を、注目している輪郭
点に対する第二平滑化済の輪郭点座標値とする。即ち、
非角点である注目入力輪郭点をＰi （ｘi ，ｙi ）と
し、Ｐi の入力輪郭ループにおける直前の輪郭点をＰi-
1 （ｘi+1 ，ｙi+1 ）、直後の輪郭点をＰi+1 （ｘi+1
，ｙi+1 ）とし、さらには注目入力輪郭点Ｐi に対す
る第二平滑化済の輪郭点をＱi （ｘ’i ，ｙ’i ）とす
ると、ｘ’i ＝ｋi-1 ・ｘi-1 ＋ｋi ・ｘi ＋ｋi+1 ・ｘi+1 ｙ’i ＝ｋi-1 ・ｙi-1 ＋ｋi ・ｙi ＋ｋi+1 ・ｙi+1 として算出する。ここで、ｋi-1 ＝ｋi+1 ＝１／４，ｋ
i ＝１／２である。

【００２７】図１９において、点Ｐ0 ，Ｐ1 ，Ｐ2 ，Ｐ
3 ，Ｐ4 は、入力である第一平滑化済に連続する輪郭点
列の一部であり、Ｐ0 及びＰ4 は角点、Ｐ1 ，Ｐ2 及び
Ｐ3は非角点を示している。この時の処理結果が、それ
ぞれ点Ｑ1 ，Ｑ2 ，Ｑ3 ，Ｑ４で示されている。Ｐ0 及
びＰ4 は角点であるから、それらの座標値が、そのまま
それぞれＱ0 及びＱ4 の座標値となる。また点Ｑ1 は、
Ｐ0 ，Ｐ1 ，Ｐ2 から上述した式に従って算出した値を
座標値として持つ。同様に、Ｑ2 はＰ1 ，Ｐ2，Ｐ3 か
らＱ3 はＰ2 ，Ｐ3 ，Ｐ4 から上式に従って算出した値
を座標値として持つ。

【００２８】かくの如き処理を、ＣＰＵ７１はＲＡＭ７
６上の所定領域にある第一平滑化済に輪郭データに対す
る第２平滑化処理を施す。この処理は、第１ループから
順位、第２ループ、第３ループと、ループ毎に処理を進
め、全てのループに対して処理が終了することにより、
第二平滑化の処理を終了する。毎ループの処理内では、
第１点から順に第２点、第３点と処理を進め、全ての当
該ループ内の輪郭点に対しての式に示した処理を終え
ると、当該ループの処理を終え、次にループに処理を進
めてゆく。

【００２９】尚、ループ内にＬ個の輪郭点が存在する場
合、第１点の前の点とは第Ｌ点のことであり、また第Ｌ
点の後の点とは第１点のことである。以上、第二平滑化
では、入力する第一平滑化済輪郭データと同じ総ループ
を数を持ち、かつ、各ループ上の輪郭点数を変わらず、
同数の輪郭点データが生成される。ＣＰＵ７２は、以上
の結果をＲＡＭ７６の別領域もしくは、ディスク装置７
２上に図１８に示した形態で出力し、第二平滑化処理の
（ステップＳ３）の処理を終了する。

【００３０】次に、ＣＰＵ７１はステップＳ４へ進み、
第二平滑化の結果得られたデータを、Ｉ／Ｏ７５を介し
て２値画像再生手段４へ転送して、図１６に示したその
一連の処理を終える。

【００３１】２値画像再生手段４は、例えば、本出願人
により先に提案されている特願平３−１７２０９８号に
記載の装置で構成できる。該装置によれば、Ｉ／Ｏを介
して転送された、第二平滑化済に輪郭データを元に、該
輪郭データにより表現されるベクトル図形により囲まれ
る領域を塗りつぶして生成される２値画像をラスター走
査型式で出力する個とができる。また、同提案は、その
記載内容の如く、ビデオプリンタ等の２値画像出力手段
を用いて可視化するものである。

【００３２】さて、特願平４−１６９５８１号（従来例
）の提案は、以上に説明した特願平３−３４５０６２
をさらに改良したものであって、低倍率の変倍画像が太
り気味とならないようにしたものである。即ち、特願平
３−３４５０６２号のアウトライン抽出部では、原画の
白画素と黒画素のちょうど真ん中の境界をベクトル抽出
する対象としたのに対し、個の提案では黒画素の間の黒
画素寄りに（黒画素領域を白画素領域に比して巾狭に）
抽出して、かつ、これに合わせたアウトライン平滑を行
うように変更したものである。

【００３３】また、一方で、縮小法として、単純間引き
（ＳＰＣ法［Selective ProcessingConversion ］）
や、投影法、及びＰＲＥＳ法等がある。ＳＰＣ法では、
縮小後に、細線の消失や、曲線の凹凸部での断線等が発
生し、画質劣化が著しく、投影法では、ＳＰＣ法に比し
て画質が向上するものの、まだまだ改良の余地がある。
またＰＲＥＳ法は、縦横共に１／２倍、即ち、面積費で
１／４倍の固定倍率用の縮小法であり、この倍率時に
は、良好な画質の縮小画像が得られるものの、他の倍率
には対応できない。ＳＰＣ法及び投影法の詳細に関して
は、例えば、画像電子学会誌第７巻第１号（１９７８）
pp. １１〜１８「ファクシミリ線密度変換の一検討」
（新井、安田）等に記載されている。また、ＰＲＥＳ法
に関しては、例えば、特願平１−６７０３３等に詳細な
記載がある。

【００３４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例においては、２倍程度以上の比較的大きな倍率で
の拡大方向への変倍処理では、高画質で良好な結果が得
られる一方で、１〜２倍程度の比較的低倍率での拡大
や、縮小方向の変倍に適用する場合には、以下の２点の
改良の待たれる難点が指摘できる。

【００３５】先ず、従来例では、図１１及び図１２に
説明した如くに、入力画素格子単位に輪郭辺ベクトル
（水平ベクトルもしくは垂直ベクトル）の始点（輪郭
点）を定義する為に、平滑化演算、並びに低倍率拡大も
しくは縮小の変倍演算を施した結果得られる平滑・変倍
処理後の輪郭点（水平ベクトル、垂直ベクトル、及び斜
めベクトルの始点）では、変倍前には、互いに近傍にあ
った複数の輪郭点の座標値が、変倍後には、ディジタル
画像の格子上での対応位置が全く同一の位置となってし
まう座標値となる場合が頻発することになる。即ち、デ
ィジタル画像の画素格子を整数の座標系で表現すると、
原画から抽出される各輪郭点の座標値を元に、平滑化演
算（ベクトル辺の中点算出等）や変倍演算（一般には少
数で表現される所望の倍率との乗算）を施して得られる
値は、一般的には整数とはならず少数部を持つ。しか
し、ディジタル２値画像の画素格子に対応させる為に、
少数部を丸めて整数化する必要が生ずる。この整数化
（四捨五入や切り捨て等）を行う際に、座標値が全く同
じ座標値に整数化されてしまう輪郭点群が発生すること
がある。同一輪郭ベクトルループ（複数の輪郭ベクトル
［水平ベクトル、垂直ベクトル、もしくは斜めベクト
ル］の集合で、この集合に含まれる各輪郭ベクトルが、
一つの輪郭ベクトルの始点が、他の輪郭ベクトルの終点
となり、分岐や合流なく一巡するループとして順に接続
したもの）上で、全く同じ座標値を持った始点と終点を
持つ輪郭ベクトルが存在するということである。始点と
終点とが同じ座標を持つ輪郭ベクトルというのは、本来
そのベクトルが属する輪郭ベクトルループの表わす輪郭
を表現する上では不用な、言い替えれば、無駄な輪郭点
よりなり、長さが０かつ、向きの定まらないベクトルで
ある。この輪郭ベクトルが、後の２値画像再生時の誤動
作の要因となったり、誤動作を防止する為に長さ０のベ
クトルの存在確認やその除去をする余分な処理回路もし
くは処理モジュールを具備せしめ、コストアップや処理
時間の増大を招く原因となっていた。従来例において
は、この傾向はより一層顕著となる。

【００３６】次に、第二点目として、縮小時には、低倍
率時にも増して、変倍処理の結果得られる画像が太くつ
ぶれ気味となるという難点が指摘できる。以下、図４〜
図８を用いて例を挙げて説明する。図４において、ハッ
チングされた大きな丸印が黒画素を意味し、それ以外の
画素は白画素として２値画像の一例を表現した。また、
同図において、横軸がｘ座標、縦軸がｙ座標を表わして
いる。即ち、同図は、(2,1),(2,2),(3,3),(3,4),(3,5),
(4,6),(4,7)の座標値で示される画素（７画素）が黒画
素で他は白画素であるデジタル２値画像を表現してい
る。また、同図において、○印及び△印は、それぞれ、
従来例で開示される方法で抽出される粗輪郭辺ベクト
ルを表現しており、○印が水平ベクトルの始点、△印が
垂直辺ベクトルの始点を意味している。同図において、
抽出される粗輪郭ベクトルループは、(1.5,0.5) →(1.
5,2.5) →(2.5,2.5) →(2.5,5.5) →(3.5,5.5) →(3.5,
7.5)→(4.5,7.5) →(4.5,5.5) →(3.5,5.5) →(3.5,2.
5) →(2.5,2.5) →(2.5,0.5)の順に連なった１２点の粗
輪郭点の点列として表現される。（もちろん、点列の最
後に表記した(2.5,0.5) の粗輪郭点が、点列の最初に表
記した (1.5,0.5)の粗輪郭点に接続してループを構成し
ている）。

【００３７】図５は、図４の例で得られた粗輪郭ベクト
ルループを破線で表わし、同粗輪郭ベクトルデータを従
来例に開示される第一平滑化を施した結果得られる輪
郭ベクトルループを実線で示し、○×印で、輪郭点を示
した。この例の場合では、粗輪郭ベクトルループを構成
する各粗輪郭辺ベクトルの中点の位置に第一平滑化後の
輪郭点が定められている。

【００３８】図６は、図５で示した第一平滑化後の輪郭
ベクトルループを破線で表わし、図４の例で得られた粗
輪郭ベクトルループを従来例に開示される平滑化法
で、等倍の条件で第一平滑化及び第二平滑化の両方を含
めて平滑化して得られる輪郭ベクトルループを実線で示
し、◎印で輪郭点を示した。

【００３９】図７は、図６で示した平滑化後の輪郭ベク
トルループを破線で表わし、図４の例で得られた粗輪郭
ベクトルループを縦方向、及び横方向共に０．７倍（面
積比で約０．５倍）の変倍率（縮小率）で、従来例に
開示される平滑・変倍法で得られる平滑・変倍済に輪郭
ベクトルループを実線で示し、“◎”＋“×”印で輪郭
点を示した。

【００４０】かくして、得られた、従来例による平滑
・変倍処理で得られる輪郭ベクトルループを構成する輪
郭列を、座標値で表現すると、図７で示した例では、
(1.225,1.05)→(1.4,1.8375)→(1.75,2.8)→(2.1,3.762
5)→(2.45,4.55) →(2.8,5.075) →(2.975,4.55)→(2.
8,3.7625)→(2.45,2.8)→(2.1,1.8375)→(1.75,1.05)
→(1.4,0.7) となる。これを、ディジタル画像の整数格
子に近似する為、各座標値を四捨五入して得られる座標
値列は、(1,1) →(1,2) →(2,3) →(2,4) →(2,5) →
(3,5) →(3,5) →(3,4) →(2,3)→(2,2) →(2,1) →(1,
1) となり、(3,5) →(3,5) や、最終点の（1,1)と最初
の点（1,1)の如く、始点と終点の座標値の等しい長さ０
の輪郭ベクトルが発生している。

【００４１】図８は、図７で示した平滑・変倍済に輪郭
ベクトルループを破線で表わし、同輪郭ベクトルループ
を構成する輪郭点列を上述の如く、四捨五入により整数
化して得られる座標値列として、該座標値列で囲まれる
領域の内（境界上含む）の整数格子位置（整数座標で示
される画素）を黒画素として表現し、その領域境界を実
線で示したものである。

【００４２】図４と図８とを改めて比べて見ると、図４
は７画素よりなる黒画素領域であり、これを面積比で約
０．５倍相当の変倍率で処理した結果が図８である。図
８は９画素よりなる黒画素領域として生成され、太めか
つ濃いめに生成される様を示している。

【００４３】このように、アウトラインベクトルで表わ
された画像を縮小処理する場合、向きの定まらないベク
トルが生じたり、元の画像を忠実に変倍できないという
問題点があった。

【００４４】本発明は上記従来例に鑑みてされたもの
で、従来の縦横独立任意変倍法より高画質な縮小画像を
得る事ができ、また、従来のアウトラインベクトルを用
いた変倍手法で直接縮小する場合に比べて、無駄な輪郭
点の発生を抑え、ベクトルデータの扱いに要するメモリ
の節約や、向きの定まらないベクトルによる誤動作防止
に要する処理回路もしくは処理モジュールを不要とする
ことを目的とする。

【００４５】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、従来例
もしくはで開示される如き、輪郭情報を用いた平滑
変倍法による拡大工程と、これとは異なる第二の変倍法
による縮小工程を用意し、前段で輪郭情報を用いた拡大
法による高品質な拡大画像を生成し、次段で前記、拡大
済画像に対して、第二の変倍法による縮小画像を生成し
て、所望の倍率の変倍画像を得る様に構成するものであ
る。

【００４６】また、上記目的を達成するために本発明の
画像処理装置は次のような構成からなる。すなわち、２
値画像から輪郭ベクトルを抽出する抽出手段と、輪郭ベ
クトルで表現された画像データを変倍する第一の変倍手
段と、該第１の変倍手段により変倍された輪郭ベクトル
から２値画像を再生する再生手段と、該再生手段により
再生された２値画像を変倍する第二の変倍手段と、前記
第一の変倍手段による変倍率と、第二の処理手段による
変倍率とを合成した変倍率が、所望の倍率となるよう
に、前記第１の変倍手段と第２の変倍手段とを制御する
制御手段とを具備する。

【００４７】また、上記目的を達成するために本発明の
画像処理方法は次のような構成からなる。すなわち、２
値画像から輪郭ベクトルを抽出する抽出工程と、輪郭ベ
クトルで表現された画像データを変倍する第一の変倍工
程と、該第１の変倍工程により変倍された輪郭ベクトル
から２値画像を再生する再生工程と、該再生工程により
再生された２値画像を変倍する第二の変倍工程と、前記
第一の変倍工程による変倍率と、第二の処理工程による
変倍率とを合成した変倍率が、所望の倍率となるよう
に、前記第１の変倍工程と第２の変倍工程とを制御する
制御工程とを具備する。

【００４８】

【作用】上記構成により、画像を変倍する場合、輪郭ベ
クトルで表現された画像を変倍する工程と、２値画像を
変倍する工程とにより変倍されるため、輪郭ベクトルに
よる画像を変倍する際の弊害を防止することができる。

【００４９】

【実施例】

＜実施例１＞図１は、本発明の特徴を最も良く表わす図
面であり、同図においてブロック１１〜１５は、従来例
の説明に用いた図９に於けるブロック１〜５と基本的に
は同じものである。

【００５０】図１に於いて、１１は、変倍処理対象のデ
ジタル２値画像を獲得し、ラスター走査形式の２値画像
を出力する２値画像獲得手段である。具体的には、光電
走査により原稿を読み取り、２値化して出力するイメー
ジリーダや、ファクシミリ装置の原稿読み取り部（２値
化機能を含む）や、ファクシミリ装置の受信・復号部
（通信回線を介しての画像データの受信機能、及び送受
信時に用いられている符号化方式（ＭＨ，ＭＲ，ＭＭＲ
等）に沿って符号化された画像データを復号化して、デ
ィジタル２値画像に戻す機能を含む）や、ディジタル複
写機の原稿読み取り部（２値化機能を含む）や、ＬＡＮ
（ローカルエリアネットワーク）やＲＳ２３２Ｃ、セン
トロニクス、ＳＣＳＩ等の通信手段を介して２値画像デ
ータを入力するインターフエース部等が、これにあた
る。

【００５１】１２は、ラスター走査形式の２値画像から
粗輪郭ベクトル（平滑化・変倍処理を施す前のアウトラ
インベクトル）を抽出するアウトライン抽出手段であ
り、従来の技術の項で説明したアウトライン抽出手段２
と同じものである。

【００５２】１３は、粗輪郭ベクトルデータをベクトル
データ形態で平滑化及び変倍処理を行うアウトライン平
滑・変倍手段であり、従来の技術の項で説明したアウト
ライン平滑・変倍手段３と同じものである。

【００５３】１４は、アウトラインベクトルデータから
ラスター走査形式の２値画像データを再現する２値画像
再生手段であり、従来の技術で説明した２値画像再生手
段と同じものである。

【００５４】１６は、アウトラインベクトル情報を用い
て平滑・変倍する手段とは異なる第二の変倍手段であ
り、例えば図２で示される、縦横方向を各々１／２に縮
小する縮小回路で構成される。図２において、５０１は
入力される主走査同期クロック５０７を分周して１／２
の周波数（即ち、２倍の周期）の出力用主走査同期クロ
ック５１０を生成する主走査同期１／２分周器、５０２
は入力される副走査同期クロック５０８を分周して１／
２の周波数（即ち、２倍の周期）の出力用副走査同期ク
ロック５１１を生成する副走査同期１／２分周器、５０
３は、入力画像信号５０９を入力し、２つのＦＩＦＯ
（First In first Out：先入先だしメモリ）５０４，５
０５それぞれへのデータ入力線５１３，５１４に選択出
力するマルチプレクサである。５０６は、ＦＩＦＯ５０
４，５０５のデータ出力線５１５，５１６をそれぞれ入
力し、いずれか一方の信号を画像信号出力５１２へ選択
出力するセレクタである。

【００５５】画像データが、走査線の開始タイミングを
与える副走査同期信号５０８と、走査線上の各画素の有
効タイミングを与える主走査同期信号５０７と一体とな
って、画像信号５０９と共に入力されるタイミングチャ
ートを図３に示した。図３では、入力副走査同期信号５
０８の立ち上がりエッジが走査線開始タイミングを与え
ている。走査線開始タイミングより後にある最初の入力
主走査同期信号５０７の立ち上がりエッジが、その走査
線での先頭画素のデータが入力画像信号５０９として与
えられるタイミングを与えている。

【００５６】上記の如くに入力されるラスター走査画像
データは、図２の回路に入力されると、まず、副走査同
期信号が、副走査同期１／２分周器５０２で図３の出力
副走査同期信号５１１に示す如きに分周される。この分
周された信号が、出力用の副走査同期信号として出力さ
れる。出力副走査信号５１１はマルチプレクサ５０３及
びＦＩＦＯ５０４，５０５にも取り込まれており、マル
チプレクサ５０３での出力ＦＩＦＯの接続切り換え信号
としても用いられ、また、ＦＩＦＯ５０４及びＦＩＦＯ
５０５の書込みイネーブルと読出しイネーブルの切り換
え信号として用いられる。

【００５７】主走査同期信号５０７は、主走査同期１／
２分周器５０１で、図３の出力主走査同期信号５１０に
示す如きに分周される。この分周された信号が、出力用
の主走査同期信号として出力される。出力主走査同期信
号５１０は、ＦＩＦＯ５０４，５０５にも出力され、各
ＦＩＦＯの書込み同期信号及び読出し同期信号としても
用いられる。また、出力副走査同期信号５１１は、セレ
クタ５０６の選択信号としても用いられる。即ち、２つ
のＦＩＦＯのうちから、マルチプレクサ５０３により選
択されていない方のＦＩＦＯからの出力をセレクトし
て、出力画像信号５１２として出力する。以上のような
回路により入力画像信号を縦横とも１／２に変倍する。

【００５８】図１に於ける１７は変倍率制御手段であ
り、処理全体として得たい倍率を、アウトライン平滑・
変倍手段１３での変倍率と、第二の変倍手段１６での変
倍率とに分けて設定し、結果として、処理全体として得
たい倍率を実現する制御を行う。

【００５９】先に説明した図２の回路は、縦横共に１／
２の縮小率を持つ為、変倍率制御手段１７は、アウトラ
イン平滑・変倍手段１３に、あらかじめディップスイッ
チやダイヤルスイッチ等で設定されている変倍率を２倍
して（ビットシフトして、）渡すものでもいいし、何か
外部よりＩ／Ｆ（インターフエース）を介して与えられ
た倍率を２倍して（ビットシフトして）渡すものであっ
ても良い。即ち、入力として与えられる画像サイズに対
し、主走査（横）方向、副走査（縦）方向独立に、それ
ぞれ何倍にするかに情報を、第二の変倍手段での処理倍
率を考慮して、アウトライン平滑・変倍手段に与える手
段である。

【００６０】アウトライン抽出手段１２は、２値画像獲
得手段１１より、ラスター走査形式で２値画像を入力す
ると、該２値画像の粗輪郭ベクトルデータを抽出し、ア
ウトライン平滑・変倍手段１３に出力する。アウトライ
ン平滑変倍手段１３は、変倍率制御手段１７によって設
定された変倍率（即ち、主走査方向、及び副走査方向共
に）最終的に得たい倍率の２倍の倍率）に従って、（座
標値や輪郭辺長に対する算術演算による）アウトライン
ベクトル形態での平滑・変倍処理に施し、平滑・変倍処
理されたベクトルデータを生成し、２値画像再生手段１
４に出力する。２値画像再生手段１４は、アウトライン
平滑・変倍手段１２で得られたアウトラインベクトルデ
ータを元に、該データにより表現されるベクトル図形で
囲まれる領域を塗りつぶす（region fill ）事によって
得られる２値画像をラスター走査形式で出力する。２値
画像再生手段１４より出力されたラスター走査形式の２
値画像データは、図２の回路でなる第二の変倍手段で、
縦横共に１／２倍に間引かれて、最終的に得たい倍率で
変倍された２値画像としてラスター走査形式で出力され
る。２値画像再生手段からラスター走査形式で出力され
た２値画像データは、２値画像出力手段１５で、ソフト
コピーとしてＣＲＴ上に表示されたり、ハードコピーと
して紙にプリントアウトされたり、通信路等へ出力され
たりする。

【００６１】２値画像出力手段１５は、ラスター走査形
式の２値画像像を入力して紙にハードコピーとしてプリ
ントアウトするプリンタ装置や、ＣＲＴの管理面上に表
示するディスプレイ装置や、ディジタル複写機のプリン
タ部や、ファクシミリ装置のプリンタ部や、ファクシミ
リ装置の符号化送信部（通信回線を介しての画像データ
の送受信時に用いられている符号化方式（ＭＨ，ＭＲ，
ＭＭＲ等）によって符号化する機能及び通信回線を介し
て、データを送信する機能を有する）や、ＬＡＮ（ロー
カルエリアネットワーク）やＲＳ２３２Ｃ、セントロニ
クス、ＳＣＳＩ等の通信手段を介して２値画像を出力す
るインターフエース部等がこれにあたる。

【００６２】以上説明したように、最終的に出力される
画像に対して縦横それぞれ２倍の大きさの画像を、アウ
トライン平滑変倍手段１３により生成する。そのため、
アウトライン平滑変倍手段による変倍処理によっても元
の画像から大きく外れた図形が出力されることはなく、
第２の変倍手段は前記出力画像を単純に縦横２／１に間
引くだけのものであるため、最終的に得られる変倍画像
は元の画像に忠実に変倍処理されたものである。＜実施例２＞実施例１において、第二の変倍手段は、図
２に示す回路で説明したが、これに限るものではない。
即ち、図２では、縦横共に１／２倍する回路で説明した
が、例えば分周器５０１や５０２を１／４分周や１／８
分周等、１／２以外の分周比を持つ分周器に変えても良
い。この場合、変倍率制御手段１７は、アウトライン平
滑・変倍手段１３に設定する倍率と、第２変倍手段によ
る変倍率とで最終的に得たい倍率となるように、アウト
ライン平滑変倍手段１３の倍率を設定する。例えば、第
２変倍手段が１／４分周の場合は４倍、１／８分周の場
合は８倍というように、一般に分周比の逆数倍した値に
設定すれば良い。また、主走査方向（横）と副走査方向
（縦）とで異なる分周比で変倍されるように構成しても
良い。

【００６３】第２変倍手段の分周比を１／２に設定する
場合に比し、分周比１／４に設定すれば、全体としての
変倍率は１／２〜１倍の間にあったとしても、アウトラ
イン平滑変倍手段１３による平滑・変倍は２倍以上の倍
率を保つ事ができる。

【００６４】前記実施例１で述べたアウトラインベクト
ル情報による平滑・変倍手段は、基本的には従来例に
よる方法であるので、２倍未満の倍率時では、課題で述
べた長さ０で、かつ、向きの定まらないベクトルが発生
する可能性がある。

【００６５】よって、前記実施例１では、全体としての
倍率が１〜２倍（低倍率時）にある場合には、従来例の
課題で上げた長さ０で、かつ、向きの定まらないベクト
ルの発生を無くすことができる。また、１／２〜１倍の
縮小時には、その発生を完全に抑制することはできない
が、従来例に比して、その発生をおさえる効果はある。
この縮小率であっても、１／４分周の場合には、長さ０
のベクトルの生成を無くすことができる。１／８分周の
場合には、全体の倍率が、１／４〜１／２倍でも長０で
かつ、向きの定まらないベクトルの発生を無くす事がで
きる。

【００６６】また、ファクシミリの標準モードのように
読み取り密度が主走査と副走査で異なる画像を変倍する
場合には、分周比が、主走査方向と、副走査方向で異な
る設定をする事が最適となる事もあり得る。この場合に
は、主走査方向と副走査方向で最適となる分周比を持つ
分周器を用いれば良い。分周器としては、例えばフリッ
プフロップや、カウンタ等を用いた公知の回路で構成で
きる。カウンタを用いると、プリセットする値を変更す
る事でキャリーの発生するタイミングを可変にして分周
比を変更できるように構成する事も可能である。＜実施例３＞前記実施例１及び実施例２で説明した第二
の変倍手段は、共に、従来例で説明した単純間引き（Ｓ
ＰＣ法）による方法であるが、これに限るものではな
く、同じく従来例で説明した投影法や、或いはＰＲＥＳ
法等を用いて構成してももちろん良い。これらの場合に
は、単純間引き（ＳＰＣ法）による方法で、第二の変倍
手段を構成するよりも高画質を得る事ができる。

【００６７】尚、本発明は、複数の機器から構成される
システムに適用しても１つの機器から成る装置に適用し
ても良い。また、本発明は、システム或は装置にプログ
ラムを供給することによって達成される場合にも適用で
きることはいうまでもない。

【発明の効果】以上を説明したように、本発明に係る画
像処理装置及び方法は、アウトラインベクトルを用いた
変倍を拡大方向に用い、その後、他の手法で縮小する事
によって、従来の縦横独立任意変倍法より高画質な縮小
画像を得る事ができる効果がある。

【００６８】また、従来のアウトラインベクトルを用い
た変倍手法で直接縮小する場合に比べて、無駄な輪郭点
の発生を抑え、ベクトルデータの扱いに要するメモリの
節約や、向きの定まらないベクトルによる誤動作防止に
要する処理回路もしくは処理モジュールを不要とする効
果を有する。

【００６９】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像処理装置の特徴を最も良く表わす
ブロック図である。

【図２】第二の変倍手段の構成例を示す図である。

【図３】図２で示した構成で想定するラスター走査同期
信号を示す図である。

【図４】従来法における不具合例を説明する図である。

【図５】従来法における不具合例を説明する図である。

【図６】従来法における不具合例を説明する図である。

【図７】従来法における不具合例を説明する図である。

【図８】従来法における不具合例を説明する図である。

【図９】従来例を概説する図である。

【図１０】従来例を概説する図である。

【図１１】従来例を概説する図である。

【図１２】従来例を概説する図である。

【図１３】従来例を概説する図である。

【図１４】従来例を概説する図である。

【図１５】従来例を概説する図である。

【図１６】従来例を概説する図である。

【図１７】従来例を概説する図である。

【図１８】従来例を概説する図である。

【図１９】従来例を概説する図である。

【符号の説明】

１１２値画像獲得手段１２アウトライン抽出手段１３アウトライン平滑・変倍手段１４２値画像再生手段１５２値画像出力手段１６第二の変倍手段１７変倍率制御手段５０３マルチプレクサ５０４，５０５ファーストインファーストアウトメモ
リ５０６セレクタ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者川染毅史東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (56)参考文献特開昭62−131382（ＪＰ，Ａ) 特開平５−174140（ＪＰ，Ａ) 特開平６−12490（ＪＰ，Ａ) 特開平４−157578（ＪＰ，Ａ) 特開平５−20467（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G06T 3/40 H04N 1/393

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】２値画像から輪郭ベクトルを抽出する抽
出手段と、輪郭ベクトルで表現された画像データを変倍する第一の
変倍手段と、該第１の変倍手段により変倍された輪郭ベクトルから２
値画像を再生する再生手段と、該再生手段により再生された２値画像を変倍する第二の
変倍手段と、前記第一の変倍手段による変倍率と、第二の処理手段に
よる変倍率とを合成した変倍率が、所望の倍率となるよ
うに、前記第１の変倍手段と第２の変倍手段とを制御す
る制御手段と、を具備する事を特徴とする画像処理装置。
【請求項２】前記第１の変倍手段は、拡大処理を実行
する拡大手段である事を特徴とする請求項１に記載の画
像処理装置。
【請求項３】前記第二の変倍手段は、縮小処理を実行
する縮小手段である事を特徴とする請求項１又は２に記
載の画像処理装置。
【請求項４】２値画像から輪郭ベクトルを抽出する抽
出工程と、輪郭ベクトルで表現された画像データを変倍する第一の
変倍工程と、該第１の変倍工程により変倍された輪郭ベクトルから２
値画像を再生する再生工程と、該再生工程により再生された２値画像を変倍する第二の
変倍工程と、前記第一の変倍工程による変倍率と、第二の処理工程に
よる変倍率とを合成した変倍率が、所望の倍率となるよ
うに、前記第１の変倍工程と第２の変倍工程とを制御す
る制御工程と、を具備する事を特徴とする画像処理方法。
【請求項５】前記第１の変倍工程は、拡大処理を実行
する拡大工程である事を特徴とする請求項４に記載の画
像処理方法。
【請求項６】前記第二の変倍工程は、縮小処理を実行
する縮小工程である事を特徴とする請求項４又は５に記
載の画像処理方法。